迷迭香提取物的主要成分及其抗氧化作用研究

鄭秋闿, 范晶晶

(1. 濰坊學院 化學化工與環境工程學院, 山東 濰坊 261061；2. 濰坊學院 生物與農業工程學院, 山東 濰坊 261061)

迷迭香提取物的主要成分及其抗氧化作用研究

鄭秋闿1, 范晶晶2

(1. 濰坊學院 化學化工與環境工程學院, 山東 濰坊 261061；2. 濰坊學院 生物與農業工程學院, 山東 濰坊 261061)

通過紅外光譜、液-質聯用、高效液相色譜分析迷迭香乙醇提取物,確定了提取物中3種主要組分及其在提取物中所占比例；測定了加入迷迭香提取物的三油酸甘油酯及空白樣品在加熱過程中的過氧化值；通過核磁共振氫譜測定了加熱過程中三油酸甘油酯分子中叔氫相對含量的變化。實驗結果表明,迷迭香提取物中主要組分為迷迭香酚、鼠尾草酚和鼠尾草酸,添加了迷迭香提取物后三油酸甘油酯的過氧化值增大趨勢顯著減緩,分子中叔氫的相對含量的降低趨勢明顯減慢,說明迷迭香提取物對三油酸甘油酯具有抗氧化作用。

迷迭香提取物； 成分測定； 過氧化值

天然抗氧劑主要有中草藥提取物、茶多酚類、氨基酸和肽類香辛料提取物、天然黃酮類、維生素類和植酸等[1-2]。迷迭香(rosmarinus oficinalis L.)別名艾菊,系唇形科迷迭香屬植物[3],在我國南方已經大面積種植。在歐洲,迷迭香作為食品香料有悠久的歷史,現已應用于化妝品、食品以及藥品等方面[4-5]。現有研究表明,迷迭香在防止油脂氧化、保持肉類風味等方面具有明顯效果[6-10],日本現已開發出系列迷迭香抗氧化劑產品[11]。此外,迷迭香在消炎、抗腫瘤、治療心血管疾病等方面有也有一定的藥用價值[12]。本研究從迷迭香中提取抗氧化劑,通過紅外光譜、液-質聯用、高效液相色譜分析提取物中的主要成分；將提取物加入三油酸甘油酯中,研究三油酸甘油酯在老化過程中的過氧化值的變化,并通過核磁共振氫譜測定三油酸甘油酯叔氫基團相對含量的變化趨勢,從而驗證迷迭香提取物對油脂分子中的叔氫結構是否具有穩定作用。

1 實驗

1.1 材料及儀器

材料:迷迭香干葉,廣西百色華桂生物工程有限公司；三油酸甘油酯,分析純,天津津沽工商實業公司；其他各種化學試劑均為瓶裝分析純。

儀器:傅里葉紅外變換光譜儀,WQF-410型,北京第二光學儀器廠；高效液相色譜儀,Waters 600型,美國Waters公司；液相色譜-質譜聯用儀,LCQ DECA XP型,美國Thremo公司；超導核磁共振譜儀,DRX-400型,德國BRUKER公司。

1.2 迷迭香提取物的制備

在索氏提取器中以乙醇為溶劑回流提取迷迭香干葉2 h,用旋轉蒸發器去除溶劑,得到迷迭香乙醇提取物。

1.3 三油酸甘油酯的高溫氧化

稱取一定量的迷迭香抗氧劑溶于三油酸甘油酯中,迷迭香的質量分數為0.4%。為加速油脂的氧化過程,將空白的三油酸甘油酯樣品和添加了迷迭香抗氧劑的三油酸甘油酯樣品放入120 ℃的烘箱,分別于1、2.5、4 h后取樣進行過氧化值測試和核磁共振氫譜分析。

1.4 三油酸甘油酯過氧化值的測定

三油酸甘油酯過氧化值(POV)的測定方法按照GBT5538—2005《動植物油脂 過氧化值測定》進行。

同時,為證明迷迭香提取物對叔氫結構的穩定作用,通過核磁共振氫譜研究了老化過程中的三油酸甘油酯分子中叔氫基團的相對含量。

2 結果與討論

2.1 迷迭香提取物的主要成分

用紅外光譜儀分析所得提取物的譜圖見圖1。譜圖解析:—OH伸縮振動在3 434 cm-1處,—CH3和—CH2伸縮振動分別在2 956 cm-1、2 871 cm-1處,C=O伸縮振動在1 722 cm-1處,芳烴CC骨架振動在1 454 cm-1處, C—O 伸縮振動在1 297 cm-1處,C—C(O)—O吸收峰在1 250～1 000 cm-1處。

圖1 迷迭香提取物的紅外光譜圖

圖2 迷迭香提取物的離子流圖

稱取0.5 g迷迭香提取物樣品,并加入乙醇25 mL,超聲振蕩30 min,定容至50 mL,采用液-質聯用儀分析其組成。色譜柱:Nova pak C18色譜柱(3.9 mm×300mm)；柱溫:25 ℃；進樣量:10 μL；流速:1.0mL/min；流動相A:乙腈；流動相B:10 mmol/L冰乙酸水溶液；梯度條件:52% A采用等度洗脫。質譜檢測器檢出離子流相對強度I見圖2,3種主要組分的質譜譜圖見圖3(圖中為相對強度)。

將所得迷迭香提取物主要組分的質譜譜圖與數據庫進行對比,離子流圖中3個峰所代表的組分從左至右依次為迷迭香酚、鼠尾草酚和鼠尾草酸,結構式見圖4。

為測定3種物質在迷迭香提取物中所占比例,用帶有紫外檢測器的高效液相色譜分析提取物,色譜條件與液-質聯用儀相同,在245 nm波長下檢測所得譜圖見圖5。

將圖2與圖5進行對比,確定出圖5中3.875 min、9.789 min、17.116 min處的出峰分別代表迷迭香酚、鼠尾草酚和鼠尾草酸,經過軟件計算得到3種組分分別占迷迭香提取物總量的6.34%、23.94%和30.72%。

2.2 三油酸甘油酯過氧化值的測定結果

配制含有0.4%的迷迭香提取物的三油酸甘油酯樣品(記作Rao),與空白的三油酸甘油酯樣品(記作Blank)進行比較。將2種樣品放入120 ℃的烘箱,1、2.5、4 h后取樣進行過氧化值POV測試。測得各樣品的POV值見圖6。

由圖6可以看到,老化過程中,添加了迷迭香提取物的三油酸甘油酯樣品的過氧化值一直小于空白樣品,說明添加了迷迭香提取物的三油酸甘油酯氧化速度較慢,迷迭香提取物對油脂具有抗氧化作用。

圖3 迷迭香提取物主要組分的質譜譜圖

圖4 迷迭香酚、鼠尾草酚、鼠尾草酸的結構式

圖5 迷迭香提取物的高效液相色譜譜圖

圖6 三油酸甘油酯的POV值

2.3 三油酸甘油酯核磁共振氫譜的測定結果

將上述添加了迷迭香提取物的三油酸甘油酯樣品(Rao)及空白樣品(Blank)置于120 ℃的烘箱中,0、2.5、4 h后取樣進行核磁共振氫譜分析,所得譜圖見圖7。

圖7 三油酸甘油酯的核磁共振氫譜

譜圖中化學位移δ=5.3處尖峰對應三油酸甘油酯分子中雙鍵上的叔氫,此峰面積代表叔氫的含量；δ=4.2處雙峰對應三油酸甘油酯分子中與酯基相連的亞甲基上的氫,這是比較穩定的基團。同一譜圖中δ=5.3與δ=4.2處峰面積之比A5.3/A4.2可以代表三油酸甘油酯分子中叔氫的相對含量。按此方法處理圖7中5個譜圖數據可以得到油酯分子中叔氫含量的變化趨勢,結果見圖8。可以看到,老化過程中,添加了迷迭香提取物的三油酸甘油酯分子中叔氫的含量高于空白的樣品,說明迷迭香提取物對油脂分子中的叔氫有保護作用。

圖8 核磁共振氫譜中A5.3/A4.2

3 結論

實驗證明,迷迭香提取物對三油酸甘油酯有抗氧化作用,其作用機理可以解釋為迷迭香提取物對油酯分子中叔氫的保護作用。迷迭香提取物的主要成分為迷迭香酚、鼠尾草酚和鼠尾草酸。它們的化學結構中,芳環上都有2個處于鄰位的羥基,這種結構有利于氧化反應后形成半醌式結構,它可以與苯環形成大π鍵,有利于半醌結構的穩定,因此,迷迭香提取物中的幾種主要成分都具有較強的抗氧化活性。

References)

[1] 眭紅衛.天然抗氧化劑的開發研究與應用前景[J].武漢商業服務學院學報,2006,20(3)：82-84.

[2] 汪秋安.天然抗氧劑的開發利用[J].廣西輕工業,1999(2)：6-9.

[3] 江蘇新醫學院.中藥大辭典[M].上海：上海科技出版社，1986.

[4] Max W, Marburg. Herbal drugs and phytopharm aceuticals [M]. Stuttgart： Medpharm Scientific Publishers, 1994.

[5] Carlo B, Arianna B, Patrizia Rubiolo. Analysis of carnosol and carnosic [J]. Phytochemical Analysis,2000,11(10):236-242.

[6] 黃海英，黃紹華，沈玲霞.天然抗氧化劑：迷迭香的研究現狀與展望[J].中國食品添加劑,2004(5)：56-58，62.

[7] 車旭，王婷，杜若源，等.植物源生物保鮮劑在水產品保鮮中的研究進展[J].食品工業科技,2015(12)：375-378.

[8] 余翔，馮艷麗，石鶴，等.冷鮮肉天然保鮮劑研究進展[J].食品工業,2015(10)：238-241.

[9] 韓宏星.迷迭香化學成分和生物活性及二菇酚類衍生物的合成研究[D].北京:北京醫科大學,2000：5-8.

[10] 方曉璞，解克偉，任春明，等.迷迭香天然抗氧化劑的應用研究[J].中國油脂,2014，39(7)：27-29.

[11] 程偉賢.迷迭香化學成分與抗氧化活性的研究[D].昆明：云南大學，2004：45-46.

[12] 饒光宇，陳秀芬，張高，等.迷迭香二萜酚提取物對幾種肝損傷的保護作用[J].中草藥，2001，32 (5)：434-436.

Research on main components of rosemary extract andits antioxidant effect

Zheng Qiukai1, Fan Jingjing2

(1. College of Chemistry,Chemical and Environmental Engineering , Weifang University, Weifang 261061, China;2. College of Biological and Agricultural Engineering, Weifang University, Weifang 261061, China)

The ethanol extract of rosemary is analyzed by the infrared spectrum, and the liquid-mass high performance liquid chromatography, and the three main components and their proportion in the extract are determined. The three-oleic glyceride into which the rosemary extract is added and the peroxide value of the blank sample in the heating process are judged. The change of the relative content of tertiary hydrogen in the three-oleic glyceride molecule in the heating process is determined by the NMR (nuclear magnetic resonance) spectroscopy. The experimental results show that the main components of the rosemary extract are the rosemary phenol, sage phenol and oxalic acid. After adding the rosemary extract, the increase of the peroxide value of the three-oleic glyceride slows down significantly, and the decrease in the relative content of the tertiary hydrogen in the molecule also slows down markedly. These results indicate that the rosemary extract has the antioxidant effect on the three-oleic glyceride.

rosemary extract; component determination; peroxide value

10.16791/j.cnki.sjg.2017.08.012

2017-02-12 修改日期：2017-04-01

國家星火計劃項目(2012GA740030)；山東省自然科學基金項目(ZR2013BL015,ZR2016CB28)

鄭秋闿(1982—),男,山東煙臺,博士,講師,主要從事天然產物研究.E-mail：zqiukai@163.com

R285

B

1002-4956(2017)08-0043-04